Naukowcy znaleźli sposób na zrobienie „3D Printed Wood”: wyniki są oszałamiające

Jeśli chodzi o materiały, które zostaną wykorzystane do budowy przyszłych miast, można by pomyśleć, że możemy zrobić o wiele lepiej niż drewno. W końcu społeczeństwo osiągnęło silniejsze konstrukcje kamienne mniej więcej trzy lub cztery tysiące lat temu. Ale z powodów od estetyki po zrównoważony rozwój drewno może wkrótce wrócić.

Po pierwsze, chociaż nie przyczynia się to bezpośrednio do problemów takich jak wylesianie, tworzenie betonu jest procesem bałaganiarskim, ciężkim dla emisji: mieszanie 1 000 funtów rzeczy prowadzi do około 1000 funtów odpowiadających im emisji, według jednego raportu branżowego. To także brzydkie.

Na szczęście grupa inżynierów pracujących na Uniwersytecie Columbia opracowała potencjalne rozwiązanie obu problemów: „Cyfrowe drewno”, które można utworzyć za pomocą drukarki 3D. Ich wyniki są oszałamiające same w sobie, ale ponieważ przedstawiają najnowszą edycję Drukowanie 3D i produkcja addytywna, ich nowa metoda może być najbardziej interesującym odkryciem w ich badaniach.

Dlaczego warto tworzyć „cyfrowe drewno” z nadrukiem 3D?

W nowym artykule autorzy opisują rodzaj playbooka, który według nich może być „photoshopowym” nowym materiałem, aby nadać im pewne właściwości wizualne. Przełomem jest tutaj pokazanie, że jest to możliwe nawet w przypadku „anizotropowych” materiałów, takich jak drewno, które są szczególnie skomplikowane w replikacji, ponieważ zawierają różne właściwości fizyczne w zależności od tego, z jakiego kierunku się do nich zbliża (drewno, na przykład, jest silniejsze w stosunku do ziarna)).

„Podczas gdy ta praca skupiała się na cyfrowej odtwarzalności drewna, to samo podejście można zastosować do wielu innych materiałów anizotropowych”, piszą naukowcy. „Co więcej, badanie wykazało zdolność do„ tworzenia zdjęć ”struktur 3D w celu zmiany koloru wraz z możliwością zastosowania wewnętrznych struktur do dowolnie złożonych kształtów”.

Tworzenie cyfrowego drewna, które w rzeczywistości wygląda jak drewno, nie było łatwe i wymagało listy technik prania. Po pierwsze, aby uzyskać dokładną kopię właściwości wizualnych drewna, naukowcy wykorzystali proces zwany obrazowaniem destrukcyjnym, w którym drewno zostało rozbite na małe próbki i sfotografowane. Następnie przekazali te obrazy do drukarki 3D, która przekształciła je w atrament gotowy do druku 3D za pomocą algorytmu ditheringu (dithering jest techniką obrazowania, w której dwa różnokolorowe piksele są umieszczone obok siebie, aby stworzyć wygląd trzeciego koloru.)

Cyfrowe klocki drewniane zostały następnie wydrukowane przy użyciu drukarki Stratasys J750, która wykorzystuje metalowy wałek do wygładzenia niedoskonałości powstałych w wyniku drukowania 3D przy użyciu różnych materiałów.

To interesująca technika z wielu powodów, oprócz estetyki. Jednym z głównych powodów, dla których drukowanie 3D nie doprowadziło do „nowej rewolucji przemysłowej” przewidzianej przez jego pierwszych użytkowników, jest to, że drukarka 3D jest tak użyteczna, jak materiały, które do niej wkładasz; a cienki, tani termoplast, najczęściej stosowany w komercyjnym druku 3D, nie jest wystarczająco solidny dla wielu zastosowań przemysłowych. Zmiany takie jak drukarki 3D, które mogą obsługiwać metal, lub techniki, które mogą udoskonalić istniejącą farbę do druku 3D, mogą to zmienić.